(57)【要約】  本発明の超音波観測装置は、超音波ビームの２次元走査が可能な超音波探触子部と、超音波探触子部による超音波ビームの送受信方向を制御する送受信制御部と、超音波ビームの走査の結果から走査平面上のＢモード画像を生成するＢモード画像演算部と、被検体に処置を行う処置具の形状に応じて定められた所定の見本画像を記憶する記憶部と、Ｂモード画像と見本画像との相関値を演算する相関演算部と、を備え、送受信制御部は、相関値が最も大きくなるように走査平面を移動させる。
2011058840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置であって、
前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査が可能な超音波探触子部と、
前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御する送受信制御部と、
前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成するＢモード画像演算部と、
前記被検体に処置を行う処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶する記憶部と、
前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算する相関演算部と、
を備え、
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させることを特徴とする超音波観測装置。
【請求項２】
前記超音波探触子部は、被検体内に導入可能な超音波内視鏡に設けられるものであって、
前記超音波内視鏡は、前記超音波探触子部による超音波ビームの走査範囲内に前記処置具を突出させることが可能な処置具挿通口を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項３】
前記超音波探触子部は、前記走査平面が前記処置具挿通口の中心軸と平行となり、かつ前記第２の方向が前記走査平面と直交する平面に沿うように設けられており、
前記送受信制御部は、前記処置具が前記挿通口から突出された状態において、前記走査平面を前記第２の方向の複数箇所に前記走査平面を移動させ、
前記Ｂモード画像演算部は、前記走査平面が前記第２の方向の複数箇所に位置した状態において得られた複数の前記Ｂモード画像を生成し、
前記相関演算部は、前記複数の前記Ｂモード画像について前記見本画像との相関値を演算し、
前記送受信制御部は、前記複数の前記Ｂモード画像のうちの最も大きい前記相関値が得られた位置に前記走査平面を移動させることを特徴とする請求項２に記載の超音波観測装置。
【請求項４】
前記送受信制御部は、前記相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記走査平面を、前記第２の方向における所定の位置に移動させることを特徴とする請求項３に記載の超音波観測装置。
【請求項５】
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を移動することを、定期的に行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波観測装置。
【請求項６】
前記送受信制御部は、前記Ｂモード画像演算部が前記Ｂモード画像の生成を所定回数を行った後に、前記相関演算部による前記相関値の演算を行うことによって、前記走査平面を移動することを定期的に行うことを特徴とする請求項５に記載の超音波観測装置。
【請求項７】
前記見本画像は、前記走査平面と前記処置具の中心軸とが一致した場合における前記Ｂモード画像中の前記処置具の形状及び大きさを示す画像であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波観測装置。
【請求項８】
前記見本画像は、前記Ｂモード画像演算部によって生成された前記Ｂモード画像中の前記処置具のエコーパターンを指定することによって、前記記憶部に記憶された画像であることを特徴とする請求項７に記載の超音波観測装置。
【請求項９】
前記超音波探触子部は、行列状に配列された個別に駆動可能な複数の超音波振動子を具備し、個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に前記超音波ビームの前記２次元走査を行うように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波観測装置。
【請求項１０】
前記超音波探触子部は、円弧状に一列に配設された複数の超音波振動子を具備し、前記第１の方向において個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に前記超音波ビームを走査し、第２の方向においては機械的に前記超音波ビームを走査することによって、前記超音波ビームの前記２次元走査を行うように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波観測装置。
【請求項１１】
前記見本画像は、穿刺針、生検鉗子、又は細胞診ブラシの前記Ｂモード画像中における形状を表すものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波観測装置。
【請求項１２】
被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置の制御方法は、
超音波探触子部により、前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査を行うこと、
送受信制御部により、前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御すること、
Ｂモード画像演算部により、前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成すること、
前記被検体に処置を行う処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶部に記憶すること、
相関演算部により、前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算すること、
前記送受信制御部により、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させること、
を有する。
【請求項１３】
前記送受信制御部は、前記相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記走査平面を、前記第２の方向における所定の位置に移動させることを特徴とする請求項１２に記載の超音波観測装置の制御方法。
【請求項１４】
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を移動することを、定期的に行うことを特徴とする請求項１２に記載の超音波観測装置の制御方法。
【請求項１５】
前記送受信制御部は、前記Ｂモード画像演算部が前記Ｂモード画像の生成を所定回数を行った後に、前記相関演算部による前記相関値の演算を行うことによって、前記走査平面を移動することを定期的に行うことを特徴とする請求項１４に記載の超音波観測装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内において超音波ビームを所定の走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置及び超音波観測装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野等において使用される超音波観測装置は、例えば特許文献１に開示されているように、被検体に対して超音波を送受信可能な超音波探触子を備え、被検体の断面像であるＢモード画像を生成する。Ｂモード画像は、超音波ビームを所定の走査平面上において走査することによって得られる。【０００３】
このような超音波観測装置を用いることによって、特開２００６−１７５００６号公報に開示されているように、被検体内における所定の部位に対する穿刺針、生検鉗子又は細胞診ブラシ等の処置具の位置や姿勢をＢモード画像上で確認しながら処置を行うことが可能となる。【０００４】
穿刺針、生検鉗子又は細胞診ブラシ等の処置具を用いて被検体の所定の部位に対して処置を行う場合には処置具に力が加えられるため、処置具の位置が走査平面上から逸れてしまい、Ｂモード画像上における処置具の観測が困難となる場合がある。このように処置具が走査平面上から逸れてしまった場合には、超音波探触子の位置や向きを変更して、走査平面と処置具とを一致させる煩雑な操作が必要となる。【０００５】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、被検体内における処置具を用いた処置の様子を観測する超音波観測装置において、処置具の良好な観測を継続することが可能な超音波観測装置及び超音波観測装置の制御方法を提供することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置であって、前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査が可能な超音波探触子部と、前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御する送受信制御部と、前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成するＢモード画像演算部と、前記被検体に処置を行う処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶する記憶部と、前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算する相関演算部と、を備え、前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させる超音波観測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態の超音波観測装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態の超音波内視鏡の挿入部の先端部の詳細な構成を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態の挿入部の先端部の側面部である。
【図４】第１の実施形態の挿入部の先端部を、挿入軸の先端方向から見た図である。
【図５】第１の実施形態の超音波観察制御部の構成を説明する図である。
【図６】第１の実施形態の走査平面上に処置具が存在する場合のＢモード画像の一例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の見本画像の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態の超音波観察制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図９】第１の実施形態の走査平面最適化工程のフローチャートである。
【図１０】第１の実施形態の処置具の進出方向が、処置具挿通口の中心軸から逸れてしまった状態を示す図である。
【図１１】第１の実施形態の走査平面上から処置具が逸れてしまった場合のＢモード画像の一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態の超音波探触子部の構成を示す図である。
【図１３】第２の実施形態の超音波観察制御部の構成を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の好ましい形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。【０００９】
（第１の実施形態）  
以下に、本発明の第１の実施形態を説明する。図１に示す本実施形態の超音波観測装置１は、超音波内視鏡２、及び超音波観測制御部３を具備して構成されている。【００１０】
超音波観測装置１は、概略的には、被検体内において超音波ビームを走査することによって、被検体内の所定の部位のＢモード画像（超音波断層像）を生成し、画像表示装置４に出力する装置である。【００１１】
超音波内視鏡１は、被検体の体内に導入可能な挿入部１０と、挿入部１０の基端に位置する操作部３０と、操作部３０の側部から延出するユニバーサルコード４０とを具備して主に構成されている。【００１２】
挿入部１０は、先端に配設される先端部１１、先端部１１の基端側に配設される湾曲自在な湾曲部１２、及び湾曲部１２の基端側に配設され操作部３０の先端側に接続される可撓性を有する可撓管部１３が連設されて構成されている。詳しくは後述するが、先端部１１には、超音波探触子部２０、処置具挿通口１７、流体送出部１４、撮像装置１５及び照明装置１６等が設けられている。【００１３】
挿入部１０内には、処置具挿通管路１８が設けられている。処置具挿通管路１８は、先端部１０に設けられた開口部である処置具挿通口１７と、操作部３０に設けられた管路口金３４と、を連通する管路である。【００１４】
操作部３０には、湾曲部１２の湾曲を操作するためのアングルノブ３１、先端部１０に設けられた流体送出部１４からの流体の送出動作の制御を行うための送気・送水ボタン３２、処置具挿通口１７からの吸引動作の制御を行うための吸引ボタン３３、及び管路口金３４等が設けられている。【００１５】
ユニバーサルコード４０の基端部には図示しない光源装置に接続される内視鏡コネクタ４１が設けられている。光源装置から発せられた光は、ユニバーサルコード４０、操作部３０及び挿入部１０に挿通された光ファイバケーブルを伝わって、先端部１１の照明装置１６から出射される。なお、超音波内視鏡１は、先端部１１にＬＥＤ等の光源装置が設けられる構成であってもよい。【００１６】
内視鏡コネクタ４１からは、電気ケーブル４２及び超音波ケーブル４４が延出している。電気ケーブル４２は、図示しないカメラコントロールユニットに電気コネクタ４３を介して着脱自在に接続される。カメラコントロールユニットは、電気ケーブル４２を介して先端部１１に設けられた撮像装置１５に電気的に接続される。カメラコントロールユニットは、画像表示装置４に電気的に接続されており、撮像装置１５によって撮像された画像を画像表示装置４に出力する。【００１７】
超音波ケーブル４４は、詳しくは後述する超音波観測制御部３に超音波コネクタ４５を介して着脱自在に接続される。【００１８】
次に、超音波内視鏡２の挿入部１０の先端部１１の詳細な構成を説明する。図２に示すように、先端部１１には、超音波探触子部２０、処置具挿通口１７、撮像装置１５、照明装置１６及び流体送出部１４が配設されている。【００１９】
超音波探触子部２０は、超音波ビームの送受信方向を第１の方向Ｌ１及び第２の方向Ｌ２に変更可能に構成されている。すなわち、超音波探触子部２０は、超音波ビームの２次元走査が可能に構成されている。【００２０】
超音波探触子部２０の構成は、超音波ビームの２次元走査が可能であれば特に限定されるものではない。本実施形態では一例として、超音波探触子部２０は、行列状に配列された個別に駆動可能な複数の超音波振動子を具備してなり、個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に超音波ビームの２次元走査を行う構成を有する。【００２１】
超音波探触子部２０を構成する超音波振動子には、例えば圧電セラミクス等の圧電素子や電歪素子、又はマイクロマシン技術による超音波トランスデューサ（ＭＵＴ；Micromachined Ultrasonic Transducer）等が適用され得る。【００２２】
より具体的に本実施形態の超音波探触子部２０は、図３に示すように、挿入部１０の挿入軸Ａと平行な平面上において略扇状に超音波ビームの送受信方向を変更して超音波ビームの走査を行うことが可能である。ここで、図３中において矢印Ｌ１で示すように、挿入軸Ａと略平行な平面上における超音波ビームの走査の振幅方向を、第１の方向Ｌ１とする。【００２３】
また本実施形態では、第１の方向Ｌ１に走査される超音波ビームの中心軸を含む平面を走査平面と称し、超音波観測装置１が生成するＢモード画像は、前記走査平面上において超音波ビームを走査することによって得られるものとする。【００２４】
図４に示すように、本実施形態の超音波探触子部２０は、挿入部１０の挿入軸Ａと直交する平面上において略扇状に超音波ビームの送受信方向を変更して超音波ビームの走査を行うことが可能である。ここで、図４中において矢印Ｌ２で示すように、挿入軸Ａと直交する平面上における超音波ビームの走査の振幅方向を、第２の方向Ｌ２とする。【００２５】
すなわち本実施形態の超音波探触子部２０は、超音波ビームの送受信方向を第２の方向Ｌ２に変更することによって、走査平面を第２の方向Ｌ２に移動させることが可能である。本実施形態では一例として、第２の方向Ｌ２の走査範囲内において、走査平面をあらかじめ定められた複数箇所の位置に移動させることができるものとする。【００２６】
なお、図示する本実施形態の超音波探触子部２０は、第１の方向Ｌ１及び第２の方向Ｌ２に沿って略円弧状に超音波振動子を配列することによって構成されているが、複数の超音波振動子を平面上において行列状に配列しても超音波ビームの電子的な２次元走査が可能であることは言うまでもない。【００２７】
処置具挿通口１７は、処置具５０を突出させるための開口部であり、処置具挿通管路１８に連通している。本実施形態の超音波内視鏡２では、例えば、管路口金３４の開口部から処置具５０を挿入することにより、処置具５０を先端部１１の処置具挿通口１７から突出させ、処置具５０を被検体の体内に導入することができる。【００２８】
なお、処置具５０の種類は特に限定されるものではないが、例えば穿刺針、生検鉗子、又は細胞診ブラシ等が挙げられる。本実施形態では、図２に示すように、処置具５０は穿刺針である。処置具５０には、Ｂモード画像中における処置具５０のエコーパターンをより明瞭なものとするために、超音波を散乱させる超音波散乱部が設けられていてもよい。【００２９】
そして本実施形態では、処置具挿通口１７は、図３及び図４に示すように、処置具挿通口１７から突出される処置具５０が、超音波探触子部２０による超音波ビームの走査範囲内に進出するように配設されている。【００３０】
言い換えれば本実施形態の超音波観測装置１では、走査平面を移動させることによって、Ｂモード画像中に処置具挿通口１７から突出される処置具５０を捉えることが可能に構成されている。【００３１】
また、本実施形態では一例として、走査平面を第２の方向Ｌ２の走査範囲の中央に移動させた場合に、走査平面と処置具挿通口１７の中心軸とが略同一平面上に位置するように構成されている。【００３２】
撮像装置１５は、結像光学系部材と撮像素子を具備してなり、光学像を撮像するものである。撮像装置１５は、挿入軸Ａに沿って先端方向を視野内に捉えるように配設されている。照明装置１６は、光源装置から発せられた光を、撮像装置１５の視野内に出射するものである。流体送出部１７は、先端部１１に設けられた開口部であって、操作部３０に設けられた送気・送水ボタン３２を操作することによって、流体送出部１７から流体が送出される。【００３３】
次に、超音波観測制御部３の詳細な構成を説明する。超音波観測制御部３は、演算装置、記憶装置、入出力装置及び電力制御装置等を具備して構成され、所定のプログラムに基づいて超音波探触子部２０の動作制御及びＢモード画像の生成出力を行う制御装置である。【００３４】
超音波観測制御部３は、超音波観測装置１の後述する動作を実現するために必要な構成として、図５に示すように、送受信制御部２１、Ｂモード画像演算部２２、記憶部２３、相関演算部２４、及び超音波観測スイッチ２５を具備して構成される。なお、送受信制御部２１、Ｂモード画像演算部２２、及び相関演算部２４の超音波観測制御部３への実装は、ハードウェア的なものであってもよいしソフトウェア的なものであってもよい。【００３５】
送受信制御部２１は、超音波探触子部２０による超音波ビームの送受信方向を制御する。すなわち、送受信制御部２１によって、走査平面の第２の方向Ｌ２についての位置の制御、及び走査平面上におけるＢモード画像を得るための超音波ビームの走査が制御される。【００３６】
Ｂモード画像演算部２２は、超音波探触子部２０による超音波ビームの走査の結果から、走査平面上におけるＢモード画像を生成する。例えば走査平面上に処置具５０が存在している場合には、図６に示すように、Ｂモード画像６０中に処置具５０のエコーパターン５０ａが現れる。【００３７】
記憶部２３は、処置具５０の形状に応じて定められた所定の見本画像を記憶している。具体的には、見本画像は、走査平面と処置具５０の中心軸とが一致している場合におけるＢモード画像中の処置具５０の理想的なエコーパターンの形状及び大きさを示す画像である。【００３８】
本実施形態のように処置具５０が穿刺針であれば、図７に示すように、見本画像６１は、穿刺針の中心軸が走査平面と一致した場合における、穿刺針の先端部のエコーパターン５０ｂの形状及び大きさを表す画像となる。【００３９】
本実施形態では一例として、見本画像６１は、処置具５０の種類や形状に応じてあらかじめ作成されるものである。なお、見本画像６１は、超音波観測装置１の使用者が実際のＢモード画像６０中における処置具５０のエコーパターン５０ａを指定することによって記憶部２３に記憶される形態、いわゆるティーチング操作によって実際に使用する処置具５０のエコーパターン５０ａが記憶される形態であってもよい。【００４０】
また、処置具５０の形状や処置具５０を構成する材料によっては、Ｂモード画像６０中に処置具５０の形状が現れにくい場合があるが、この場合には、処置具５０の一部に超音波散乱部が設けられる。処置具５０に超音波散乱部が設けられている場合には、見本画像６１は、Ｂモード画像６０中における超音波散乱部の理想的なエコーパターンの形状を示す画像となる。【００４１】
相関演算部２４は、Ｂモード画像６０と見本画像６１との相関値Ｒを演算する。具体的には、相関演算部２４は、Ｂモード画像６０に対して、見本画像６１をテンプレートとしたパターンマッチングと称される画像処理を行い、Ｂモード画像６０中のエコーパターンと見本画像６１との類似度を算出する。Ｂモード画像６０中のエコーパターンと見本画像６１との類似度が高いほど、相関値Ｒは高くなる。パターンマッチングは周知の技術であるため、詳細な説明は省略するものとする。【００４２】
超音波観測スイッチ２５は、使用者がＢモード画像による観測の開始及び終了の指示を入力するための入力装置である。本実施形態では、一例として超音波観測スイッチ２５は超音波観測制御部３に設けられているが、超音波観測スイッチ２５は、超音波内視鏡２の操作部３０に設けられる構成であってもよいし、フットスイッチのように超音波観測制御部３や超音波内視鏡２から分離して設けられる形態であってもよい。【００４３】
次に、超音波観測装置１の動作を図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。なお、以下では超音波探触子部２０及び超音波観察制御部３によって行われるＢモード画像を生成する動作について説明するものとし、超音波内視鏡１に設けられた撮像装置１５による光学像の観察動作の説明は省略するものとする。【００４４】
まず、ステップＳ０１において、超音波観測スイッチ２５が操作されて、Ｂモード画像による観測開始の指示が入力されるまで待機する。Ｂモード画像による観測開始指示が入力された場合にはステップＳ０２に移行し、図９のフローチャートに示す走査平面位置最適化工程を実行する。【００４５】
走査平面位置最適化工程では、まずステップＳ１０において、送受信制御部２１は、走査平面を、第２の方向Ｌ２の走査範囲の一端に移動させる。そして、ステップＳ１１において、送受信制御部２１は、超音波探触子部２０を制御し、第２の方向Ｌ２について位置が定められた走査平面上で超音波ビームを第１の方向Ｌ１に走査する。【００４６】
次にステップＳ１２において、Ｂモード画像演算部２２は、ステップＳ１１の走査の結果から、Ｂモード画像を生成する。そして、ステップＳ１３において、相関演算部２４は、ステップＳ１２で得られたＢモード画像と、記憶部２３に記憶されている見本画像との相関値を演算する。【００４７】
次に、ステップＳ１４において、走査平面の第２の方向Ｌ２に関する位置について、あらかじめ定められた全ての位置において走査を行ったか否かを判定する。第２の方向Ｌ２について、全ての位置での走査が行われていない場合には、ステップＳ１５へ移行する。ステップＳ１５では、走査平面を、第２の方向Ｌ２の他端側の次の位置へ移動させた後に、ステップＳ１１からステップＳ１３を繰り返す。【００４８】
そして、ステップＳ１４において、走査平面の第２の方向Ｌ２に関する位置について、あらかじめ定められた全ての位置において走査が行われたと判定した場合には、ステップＳ１６へ移行する。【００４９】
すなわち、ステップＳ１０からステップＳ１５は、走査平面を第２の方向Ｌ２の複数箇所に位置させた状態で複数のＢモード画像を取得し、この複数のＢモード画像と見本画像との相関値を演算する工程である。【００５０】
ステップＳ１６では、上記工程で得られた複数のＢモード画像と見本画像との相関値の最大値が、所定のしきい値以上であるか否かを判定する。相関値の最大値が所定のしきい値以上であった場合には、ステップＳ１７へ移行する。【００５１】
ステップＳ１７では、送受信制御部２１は、走査平面の第２の方向Ｌ２についての位置を、複数のＢモード画像のうちの最も大きい相関値が得られた位置に移動させる。すなわち、ステップＳ１７は、Ｂモード画像と見本画像との相関値が最も大きくなるように走査平面を移動させる工程である。【００５２】
一方、相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合には、ステップＳ１８へ移行する。ステップＳ１８では、送受信制御部２１は、走査平面の第２の方向Ｌ２についての位置を、走査範囲の中央に移動させる。相関値の最大値が所定のしきい値以上とならない状態は、処置具挿通口１７から処置具５０が突出されていない場合であると想定されるため、ステップＳ１８では、走査平面を処置具挿通口１７の中心軸と略一致する位置に移動させるのである。【００５３】
以上で走査平面位置最適化工程は終了し、図８のステップＳ０３へ戻る。ステップＳ０３では、カウンタ値ｔの値をリセットして０とする（ｔ＝０）。そして、ステップＳ０４では、ステップ０２の走査平面位置最適化工程で位置が定められた走査平面上において、超音波ビームを第１の方向Ｌ１に走査する。【００５４】
次にステップＳ０５において、Ｂモード画像演算部２２は、ステップＳ０４の走査の結果から、Ｂモード画像を生成する。そしてステップＳ０６において、生成したＢモード画像を、画像表示装置４へ出力する。これにより、Ｂモード画像が画像表示装置４に表示される。【００５５】
次に、ステップＳ０７において、超音波観測スイッチ２５が操作されて、Ｂモード画像による観測終了の指示が入力されたか否かを判定する。Ｂモード画像による観測終了指示が入力された場合には動作を停止する。【００５６】
一方、Ｂモード画像による観測終了の指示が入力されていない場合には、ステップＳ０８へ移行し、カウンタ値ｔの値に１を加える（ｔ＝ｔ＋１）。そしてステップＳ０９において、カウンタ値ｔの値が所定のしきい値Ｔｈよりも小さいか否かを判定する。【００５７】
カウンタ値ｔの値が所定のしきい値Ｔｈよりも小さい場合には、ステップＳ０４に戻り、超音波ビームの走査及びＢモード画像の生成を繰り返す。そして、カウンタ値ｔの値が所定のしきい値Ｔｈに達した場合には、ステップＳ０２へ戻り、再び走査平面位置最適化工程を実行する。【００５８】
すなわち、本実施形態においては、第２の方向Ｌ２についてある位置に定められた走査平面上において、超音波ビームの走査及びＢモード画像の生成を所定の回数Ｔｈだけ繰り返した後に、走査平面位置最適化工程を実行する。【００５９】
そして、この走査平面位置最適化工程では、Ｂモード画像と見本画像との相関値が最も大きくなるように、すなわちＢモード画像上において処置具５０の形状が最も明瞭に現れるように、走査平面の位置が決定される。【００６０】
例えば、図１０に示すように、処置具挿通口１７から突出される処置具５０の突出方向が、処置具挿通口１７の中心軸に対して傾いてしまった場合、従来のように走査平面が処置具挿通口１７の中心軸と略一致する位置（図１０中の２点鎖線Ｌ２１で示す位置）に固定されたままであると、図１１に示すようにＢモード画像６０上での処置具５０の観測が困難となる。【００６１】
本実施形態の超音波観測装置１では、このように処置具５０の突出方向が傾いてしまった場合であっても、走査平面位置最適化工程が行われることによって、処置具５０のエコーパターンが処置具５０の形状を最も明瞭に示す位置（図１０中の２点鎖線Ｌ２２で示す位置）に、走査平面が自動的に移動する。【００６２】
また、走査平面位置最適化工程は、Ｂモード画像による観測を続けている期間中において定期的に実施されるため、処置具５０が被検体への処置の途中で走査平面上から逸れてしまった場合であっても走査平面が自動的に移動し、使用者が意図に操作を行うことなく処置具５０をＢモード画像６０中に捉え直すことができる。【００６３】
すなわち、本実施形態の超音波観測装置１によれば、煩雑な操作を行うことなくＢモード画像６０上において処置具５０の良好な観測を継続することが可能となる。【００６４】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態を図１２及び図１３を参照して説明する。本実施形態の超音波観測装置は、超音波探触子部２０ａによる超音波ビームの走査の形態が第１の実施形態と異なる。以下では第１の実施形態との相違点のみを説明するものとし、第１の実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜に省略するものとする。【００６５】
図１２に示すように、本実施形態の超音波探触子部２０ａは、複数の超音波振動子が略円弧状に一列に配列されて構成された、いわゆるコンベックス走査式と称される形態を有する。超音波探触子部２０ａを構成する複数の超音波振動子は、挿入部１０の挿入軸Ａと平行な平面上において略扇状に超音波ビームの走査を行うことが可能なように配列されている。すなわち、超音波探触子２０ａは、第１の方向Ｌ１に超音波ビームを電子的に走査可能に構成されている。【００６６】
また超音波探触子部２０ａは、挿入部１０の挿入軸Ａに平行な軸周りに揺動可能に配設されている。すなわち、超音波探触子部２０ａは、第２の方向Ｌ２に揺動することによって、第２の方向Ｌ２に超音波ビームを機械的に走査可能に構成されている。【００６７】
超音波探触子部２０ａは、挿入部１０内に挿通されたフレキシブルシャフト２７を介して操作部３０に設けられた電動モータ２６に接続されている。電動モータ２６が発生する駆動力によって、超音波探触子部２０ａは挿入軸Ａに平行な軸周りに揺動する。図１３に示すように、電動モータ２６は、送受信制御部２１に電気的に接続されており、電動モータ２６の動作は送受信制御部２１によって制御される。【００６８】
以上のように、本実施形態の超音波探触子部２０ａは、電子的な走査及び機械的な走査を組み合わせることによって、超音波ビームの２次元走査を行うことができる。そして、超音波探触子部２０ａの超音波ビームの走査方向は、第１の実施形態と同様に、送受信制御部によって制御される。【００６９】
以上に説明した本実施形態であっても、第１の実施形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。【００７０】
上述した実施形態によれば、被検体内における処置具を用いた処置の様子を観測する超音波観測装置において、処置具の良好な観測を継続することが可能な超音波観測装置を実現することができる。【００７１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う超音波観察装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
上述のように、本発明は、被検体内における処置具を用いた処置の様子を観測する超音波観測装置に対して好適である。【００７３】
本出願は、２００９年１１月１６日に日本国に出願された特願２００９−２６１１５３号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。
【図１】
2011058840.tif 000003
【図２】
2011058840.tif 000004
【図３】
2011058840.tif 000005
【図４】
2011058840.tif 000006
【図５】
2011058840.tif 000007
【図６】
2011058840.tif 000008
【図７】
2011058840.tif 000009
【図８】
2011058840.tif 000010
【図９】
2011058840.tif 000011
【図１０】
2011058840.tif 000012
【図１１】
2011058840.tif 000013
【図１２】
2011058840.tif 000014
【図１３】
2011058840.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月7日(2011.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様によれば、被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置であって、前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査が可能な超音波探触子部と、前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御する送受信制御部と、前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成するＢモード画像演算部と、前記被検体に処置を行う処置具の中心軸と前記走査平面とが一致している場合における前記処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶する記憶部と、前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算する相関演算部と、を備え、前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させる超音波観測装置を提供することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置であって、
前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査が可能な超音波探触子部と、
前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御する送受信制御部と、
前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成するＢモード画像演算部と、
前記被検体に処置を行う処置具の中心軸と前記走査平面とが一致している場合における前記処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶する記憶部と、
前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算する相関演算部と、
を備え、
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させることを特徴とする超音波観測装置。
【請求項２】
前記超音波探触子部は、被検体内に導入可能な超音波内視鏡に設けられるものであって、
前記超音波内視鏡は、前記超音波探触子部による超音波ビームの走査範囲内に前記処置具を突出させることが可能な処置具挿通口を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項３】
前記超音波探触子部は、前記走査平面が前記処置具挿通口の中心軸と平行となり、かつ前記第２の方向が前記走査平面と直交する平面に沿うように設けられており、
前記送受信制御部は、前記処置具が前記挿通口から突出された状態において、前記走査平面を前記第２の方向の複数箇所に前記走査平面を移動させ、
前記Ｂモード画像演算部は、前記走査平面が前記第２の方向の複数箇所に位置した状態において得られた複数の前記Ｂモード画像を生成し、
前記相関演算部は、前記複数の前記Ｂモード画像について前記見本画像との相関値を演算し、
前記送受信制御部は、前記複数の前記Ｂモード画像のうちの最も大きい前記相関値が得られた位置に前記走査平面を移動させることを特徴とする請求項２に記載の超音波観測装置。
【請求項４】
前記送受信制御部は、前記相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記走査平面を、前記第２の方向における所定の位置に移動させることを特徴とする請求項３に記載の超音波観測装置。
【請求項５】
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を移動することを、定期的に行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項６】
前記送受信制御部は、前記Ｂモード画像演算部が前記Ｂモード画像の生成を所定回数を行った後に、前記相関演算部による前記相関値の演算を行うことによって、前記走査平面を移動することを定期的に行うことを特徴とする請求項５に記載の超音波観測装置。
【請求項７】
前記見本画像は、前記走査平面と前記処置具の中心軸とが一致した場合における前記Ｂモード画像中の前記処置具の形状及び大きさを示す画像であることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項８】
前記見本画像は、前記Ｂモード画像演算部によって生成された前記Ｂモード画像中の前記処置具のエコーパターンを指定することによって、前記記憶部に記憶された画像であることを特徴とする請求項７に記載の超音波観測装置。
【請求項９】
前記超音波探触子部は、行列状に配列された個別に駆動可能な複数の超音波振動子を具備し、個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に前記超音波ビームの前記２次元走査を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項１０】
前記超音波探触子部は、円弧状に一列に配設された複数の超音波振動子を具備し、前記第１の方向において個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に前記超音波ビームを走査し、第２の方向においては機械的に前記超音波ビームを走査することによって、前記超音波ビームの前記２次元走査を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項１１】
前記見本画像は、穿刺針、生検鉗子、又は細胞診ブラシの前記Ｂモード画像中における形状を表すものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項１２】
被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置の制御方法は、
超音波探触子部により、前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査を行うこと、
送受信制御部により、前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御すること、
Ｂモード画像演算部により、前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成すること、
前記被検体に処置を行う処置具の中心軸と前記走査平面とが一致している場合における前記処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶部に記憶すること、
相関演算部により、前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算すること、
前記送受信制御部により、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させること、
を有する。
【請求項１３】
前記送受信制御部は、前記相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記走査平面を、前記第２の方向における所定の位置に移動させることを特徴とする請求項１２に記載の超音波観測装置の制御方法。
【請求項１４】
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を移動することを、定期的に行うことを特徴とする請求項１２に記載の超音波観測装置の制御方法。
【請求項１５】
前記送受信制御部は、前記Ｂモード画像演算部が前記Ｂモード画像の生成を所定回数を行った後に、前記相関演算部による前記相関値の演算を行うことによって、前記走査平面を移動することを定期的に行うことを特徴とする請求項１４に記載の超音波観測装置の制御方法。
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月16日(2011.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置であって、
前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査が可能な超音波探触子部と、
前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御する送受信制御部と、
前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成するＢモード画像演算部と、
前記被検体に処置を行う処置具の中心軸と前記走査平面とが一致している場合における前記処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶する記憶部と、
前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算する相関演算部と、
を備え、
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させることを特徴とする超音波観測装置。
【請求項２】
前記超音波探触子部は、被検体内に導入可能な超音波内視鏡に設けられるものであって、
前記超音波内視鏡は、前記超音波探触子部による超音波ビームの走査範囲内に前記処置具を突出させることが可能な処置具挿通口を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項３】
前記超音波探触子部は、前記走査平面が前記処置具挿通口の中心軸と平行となり、かつ前記第２の方向が前記走査平面と直交する平面に沿うように設けられており、
前記送受信制御部は、前記処置具が前記挿通口から突出された状態において、前記走査平面を前記第２の方向の複数箇所に前記走査平面を移動させ、
前記Ｂモード画像演算部は、前記走査平面が前記第２の方向の複数箇所に位置した状態において得られた複数の前記Ｂモード画像を生成し、
前記相関演算部は、前記複数の前記Ｂモード画像について前記見本画像との相関値を演算し、
前記送受信制御部は、前記複数の前記Ｂモード画像のうちの最も大きい前記相関値が得られた位置に前記走査平面を移動させることを特徴とする請求項２に記載の超音波観測装置。
【請求項４】
前記送受信制御部は、前記相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記走査平面を、前記第２の方向における走査範囲の中央の位置に移動させることを特徴とする請求項３に記載の超音波観測装置。
【請求項５】
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を移動することを、定期的に行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項６】
前記送受信制御部は、前記Ｂモード画像演算部が前記Ｂモード画像の生成を所定回数を行った後に、前記相関演算部による前記相関値の演算を行うことによって、前記走査平面を移動することを定期的に行うことを特徴とする請求項５に記載の超音波観測装置。
【請求項７】
前記見本画像は、前記走査平面と前記処置具の中心軸とが一致した場合における前記Ｂモード画像中の前記処置具の形状及び大きさを示す画像であることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項８】
前記見本画像は、前記Ｂモード画像演算部によって生成された前記Ｂモード画像中の前記処置具のエコーパターンを指定することによって、前記記憶部に記憶された画像であることを特徴とする請求項７に記載の超音波観測装置。
【請求項９】
前記超音波探触子部は、行列状に配列された個別に駆動可能な複数の超音波振動子を具備し、個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に前記超音波ビームの前記２次元走査を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項１０】
前記超音波探触子部は、円弧状に一列に配設された複数の超音波振動子を具備し、前記第１の方向において個々の超音波振動子の駆動タイミングを制御することによって電子的に前記超音波ビームを走査し、第２の方向においては機械的に前記超音波ビームを走査することによって、前記超音波ビームの前記２次元走査を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項１１】
前記見本画像は、穿刺針、生検鉗子、又は細胞診ブラシの前記Ｂモード画像中における形状を表すものであることを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項１２】
被検体内において超音波ビームを走査平面上において走査することによって前記被検体内のＢモード画像を生成する超音波観測装置の制御方法は、
超音波探触子部により、前記超音波ビームの送受信方向を第１の方向及び第２の方向に変更することによって、超音波ビームの２次元走査を行うこと、
送受信制御部により、前記超音波探触子部による前記超音波ビームの送受信方向を制御すること、
Ｂモード画像演算部により、前記超音波ビームを前記第１の方向に走査した結果から前記Ｂモード画像を生成すること、
前記被検体に処置を行う処置具の中心軸と前記走査平面とが一致している場合における前記処置具の形状に応じて定められた見本画像を記憶部に記憶すること、
相関演算部により、前記Ｂモード画像と前記見本画像との相関値を演算すること、
前記送受信制御部により、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を前記第２の方向へ移動させること、
を有する。
【請求項１３】
前記送受信制御部は、前記相関値の最大値が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記走査平面を、前記第２の方向における走査範囲の中央の位置に移動させることを特徴とする請求項１２に記載の超音波観測装置の制御方法。
【請求項１４】
前記送受信制御部は、前記相関値が最も大きくなるように前記走査平面を移動することを、定期的に行うことを特徴とする請求項１２に記載の超音波観測装置の制御方法。
【請求項１５】
前記送受信制御部は、前記Ｂモード画像演算部が前記Ｂモード画像の生成を所定回数を行った後に、前記相関演算部による前記相関値の演算を行うことによって、前記走査平面を移動することを定期的に行うことを特徴とする請求項１４に記載の超音波観測装置の制御方法。
【国際調査報告】
2011058840.tif 000016
2011058840.tif 000017
2011058840.tif 000018
2011058840.tif 000019